Что такое водная среда обитания определение

§ 9. Понятие о среде жизни. Водная среда жизни

Оглавление

Преамбула

Вам уже известно такое понятие, как «среда обитания», которое рассматривалось в § 2. Но есть еще и понятие «среда жизни». Необходимо научиться их различать. Что же такое «среда жизни»?

Среда жизни — часть природы с особым комплексом факторов, для существования в которой у разных систематических групп организмов сформировались сходные адаптации.

На Земле можно выделить четыре основные среды жизни: водную, наземно-воздушную, почвенную и живой организм.

Водная среда

Водная среда занимает приблизительно 71 % поверхности земного шара. Вода как основной компонент водной среды имеет ряд специфических свойств: большая плотность, увеличение давления с глубиной, высокая удельная теплоемкость, сильное поглощение солнечных лучей, относительно малое содержание кислорода. Отдельные водоемы различаются по солевому режиму, по наличию течений и по другим параметрам.

Все растения водной среды называются гидрофитами (от греч. hýdōr — вода, phýtōn — растение). Животные организмы, обитающие в водной среде, называются гидробионтами (от греч. hýdōr — вода, bíos — жизнь).

Плотность воды

Плотность воды — фактор, определяющий условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. Плотность воды в 800 раз больше плотности воздушной среды. Пресная вода обладает максимальной плотностью при +4 °С. В толще воды давление возрастает на 1 атм на каждые 10 м глубины. Многие водные беспозвоночные используют воду в качестве опоры, позволяющей им парить в водной среде. Наличие поверхностного натяжения воды дает возможность некоторым водным беспозвоночным передвигаться по водной поверхности как по субстрату (водомерки, вертячки).

Большинство гидробионтов являются эврибионтами по отношению к плотности среды и могут обитать на разных глубинах (акулы, киты, морские костные рыбы). Так, некоторые виды червей могут обитать как в прибрежной зоне, так и на больших глубинах. Однако некоторые гидробионты обитают на строго определенных глубинах (камбала, скаты, крабы, раки) и являются стенобионтами по отношению к плотности воды.

Температурный режим водной среды

В воде температура изменяется в меньшей степени, чем на суше из-за высокой удельной теплоемкости и теплопроводности воды. Повышение температуры воздуха на 10 °C вызывает повышение температуры поверхностного слоя воды в водоеме на 1 °C. С глубиной температура постепенно снижается. На больших глубинах температурный режим относительно постоянен (не выше +4 °C). Поскольку в водной среде температура изменяется в узком диапазоне, то для большинства гидробионтов требуется стабильная температура. Повышение температуры в водоемах более чем на 5—6 °C, вызванное сбросом предприятиями теплых сточных вод, приводит к резкому сокращению видового разнообразия их обитателей. Гидробионты, способные существовать при значительных колебаниях температуры, встречаются только в мелких водоемах. Из-за небольшого объема воды в этих водоемах наблюдаются значительные суточные и сезонные перепады температуры (от 0 до +36 °C).

Световой режим водной среды

Света в воде меньше, чем в воздухе. Часть солнечных лучей отражается от ее поверхности, а часть поглощается в толще воды.

Фотосинтезирующие организмы в чистых водах морей и океанов распространены до глубины 200 м. В реках этот показатель колеблется от 1,0 до 1,5 м и зависит от прозрачности воды. Прозрачность воды в реках и озерах сильно снижается из-за загрязнения взвешенными частицами.

В водной среде из автотрофов наиболее широко представлены водо-росли. С особенностями их строения и размножения вы ознакомились в курсе биологии 7-го класса.

Зеленые водоросли содержат зеленый, оранжевый и желтый пигменты. Они способны к фотосинтезу при достаточно высокой интенсивности солнечного света, поэтому обитают в мелких пресных водоемах или на морском мелководье. К зеленым водорослям относятся: спирогира, улотрикс, ульва. Спирогира обитает только в пресных водоемах.

У бурых водорослей помимо зеленого содержатся бурый и желтый пигменты. Они способны улавливать менее интенсивное солнечное излуче-ние на глубине 40—100 м. Представителями бурых водорослей являются ламинария и фукус, обитающие только в морях.

Красные водоросли (порфира, филлофора) могут жить на глубине до 200 м. Кроме зеленого они имеют красный и синий пигменты, способные улавливать на большой глубине даже незначительный свет.

Газовый режим водной среды

В водной среде содержание кислорода в 20—30 раз меньше, чем в воздухе, поэтому он часто становится лимитирующим фактором. В насыщенной кислородом воде при низкой температуре его содержание достигает 10 мл на 1 л воды.

Кислород поступает в воду за счет фотосинтеза водных растений и способности кислорода воздуха растворяться в воде. Верхние слои воды богаче кислородом, чем нижние. При перемешивании воды содержание кислорода в нижних слоях воды возрастает. С повышением температуры и солености воды концентрация кислорода уменьшается. У дна водоемов кислород может вообще отсутствовать вследствие его поглощения донными отложениями.

При дефиците кислорода наблюдаются заморы (массовая гибель водных организмов). Зимние заморы бывают, когда водоемы покрываются льдом. Летние — когда из-за высокой температуры воды уменьшается растворимость кислорода и увеличивается его поглощение донными отложениями. Причиной может быть и повышение концентрации токсичных газов (метана, сероводорода), образующихся при разложении отмерших организмов.

Из-за непостоянства концентрации кислорода большинство водных организмов по отношению к нему являются эврибионтами. Но есть и стенобионты (форель, планария, личинки поденок и ручейников), которые не переносят недостатка кислорода. Они являются индикаторами высокого содержания кислорода в водоеме.

Углекислый газ растворяется в воде в 35 раз лучше кислорода и его концентрация в ней в 700 раз выше, чем в воздухе. Морская вода — главный резервуар углекислого газа на планете. В воде он накапливается благодаря поступлению из атмосферы, дыханию водных организмов, разложению органических остатков. Углекислый газ обеспечивает фотосинтез водных растений и используется при образовании известковых скелетов беспозвоночных животных.

Солевой режим водной среды

Соленость воды играет важную роль в жизни гидробионтов. Природные воды по содержанию солей разделяют на группы, представленные в таблице.

Источник

Рассматриваемое определение делится на несколько вариантов среды, каждая из которых имеет свои уникальные особенности и характеристики. Животные и микроорганизмы в процессе эволюции приспособились к жизни буквально везде: на суше, в воде, грунте и в воздухе.

Среда обитания – понятие и особенности

Основные особенности любой среды составляют ее главные свойства, под которые подстраиваются все существующие в ней биологические виды. К примеру, в водной сфере живут рыбы и земноводные – существа, у которых дыхательная система приспособлена работать именно в этих условиях. В каждом случае есть свои уникальные особенности, изучением и описанием которых заняты большие ученые и целые научные институты.

Чтобы выявить те или иные характеристики определенной среды, приходится буквально погружаться в нее, заниматься тщательными наблюдениями и систематизацией получаемых знаний. История знает множественные примеры, когда ученые бросали все дела и отправлялись в далекие дикие регионы, чтобы погрузиться в среду обитания изучаемых ими животных, птиц, других существ и получить от этого максимально достоверную информацию.

Организменная среда обитания

Независимость этой среды обитания от других достаточно условна, но для паразитов она может рассматриваться таковой, так как большинство из них получают в организме хозяина достаточно пищи и условия для размножения.

Не нужно думать, что все существа в организменной среде – паразиты. В организме человека миллионы, если не миллиарды микроорганизмов, для которых он является целой вселенной. Простейшие составляют микрофлору нашего желудка, кишечника, других органов и являются важнейшей частью жизнедеятельности.

Наземно-воздушная среда

Этим термином обозначается среда обитания, находящаяся на поверхности грунта, а также в нижних слоях атмосферы планеты. Растения, животные, бактерии, грибки – все это существует по большей части именно здесь.

в воздухе содержится большое количество кислорода, важнейшего элемента для жизни;

здесь бывают времена года, меняется климат, поэтому почти все типы существ развивают приспособление к окружающему миру;

Наземно-воздушная область обитания жизни неразрывно связана с другими сферами.

Водная среда

Хотя вода нужна всем животным, некоторые зависят от нее полностью и не могут жить вне ее пределов. Для этого элемента обитания характерны огромное разнообразие живого, которое здесь присутствует, наличие множества бактерий, микроорганизмов, витаминов и минералов, которые питают рыб, лягушек, выдр, китов и прочее.

Главными свойствами здесь являются:

температура воды, уровень ее кислотности и плотности на разных глубинах;

приливы и отливы, обусловленные действием Луны;

материально-вещественная характеристика: содержание тех или иных веществ, газов, минералов и т. д.;

световой режим в толще воды.

Совокупность всего этого создает условия для успешного существования огромного количества организмов.

Водно-наземная (наземно-водная) среда

Как понятно из самого названия, здесь имеется в виду переходное состояние и тот класс растений, животных и бактерий, которым в определенных рамках дано существовать как в воде, так и на земле.

Примером здесь может стать целый класс земноводных: лягушек, змей, тритонов. Таблица земноводных насчитывает всего около 28 видов на территории России, а вот на Мадагаскаре их аж 247.

Обитатели этой среды отличаются особенным строением как мышечной, так и дыхательной и зрительной систем, что позволяет им нормально чувствовать себя и в воде, и на земле.

Наземная среда

Наиболее заселенный живыми организмами участок биосферы, который характеризуется легким доступом к жизненно важному кислороду и источникам питания. Лучше всего в процессе эволюции к этой сфере существования приспособились позвоночные животные и членистоногие, многоклеточные.

Наземная среда характеризуется большой зависимостью от водных источников и в некоторых местах сталкивается с опасностью высыхания. Здесь постоянно меняется уровень влажности, температура воздуха, наблюдается изменение времени суток, месяцев и лет. Биология наземных существ очень сильно зависит от фактора их территориального нахождения.

Почва

Почвой называется рыхлый поверхностный слой земной коры, который просто переполнен различными организмами. Здесь живет множество существ, которые в процессе переработки веществ в некотором роде и создают грунт. В структуре почвы присутствует вода в больших количествах, газы.

Основные обитатели: беспозвоночные, насекомые, черви, простейшие. Масса одних только беспозвоночных в грунте может достигать невероятного значения – до 50 центнеров на 1 га площади! Один земляной червь пропускает через себя около 9 тонн на 1 га органики, которая в конечном итоге составляет материал для гумуса (основная почвенная ценность для растений).

Экологические факторы мест обитания

На каждый участок окружающей нас природы действуют различные экологические факторы, которые делятся на две большие группы: биотические и абиотические. Первые относятся к живой природе, другие – к неживой. Техногенная деятельность человека действует все сильнее на абиотические факторы мест обитания.

Увеличение температуры окружающей среды, обезвоживание, выкачивание полезных ископаемых в огромных количествах, прочие явления – все это очень сильно влияет на живую природу.

Вырубка лесов, образование огромных карьеров, выращивание искусственных сортов растений, заболачивание почвы – это только малая часть того, к чему приводит социальная деятельность людей.

Местообитание человека

Человечество обосновалось в наземной среде обитания. Но с развитием технического прогресса возникли различные пути воздействия на окружающий мир, которые имеют как плюсы, так и минусы. К примеру, самолеты, космические корабли, лодки открыли человеку доступ до других сфер существования, но в то же время массовая промышленность и неразумная деятельность ведет к гибели и переформатированию всей природы.

В качестве заключения отметим, что приспособление людей к меняющимся условиям их среды обитания уже не исправит ситуацию – теперь важно не приспосабливаться к негативным тенденциям, а исправлять их, иначе уже через несколько десятилетий может остро встать вопрос нехватки всех ресурсов: питьевой воды, газа и нефти, чистого воздуха, качественной натуральной еды.

Источник

Водная среда обитания

Характерные особенности водной среды обитания

Среда обитания — часть природного мира, окружающая живые организмы биосферы и оказывающая на них какое-либо воздействие.

Начальная среда жизни — вода. В водной среде обитания зародилась жизнь. В процессе исторического развития и адаптации большинство организмов заселили наземно-воздушную среду. Данный процесс привел к образованию наземных растений и животных. Благодаря эволюции, эти организмы адаптировались к новым условиям жизни.

Водная среда обитания является водной оболочкой Земли, которая носит название «гидросфера» и включает в себя все океаны, моря, воды, реки, водопады и другие источники с водой.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Среда, в которой обитают организмы, подвержена воздействию разнообразных факторов, склонных к изменениям. Организмы обладают способностью отражения в себе параметров окружающей среды. Жизнь вышла из воды на сушу. В процессе развития живые организмы преобразовывают литосферу, представляющую собой верхний слой суши. В результате таких процессов были образованы почвы, которые стали третьей средой обитания. Виды особей отличаются по типу энергии и обмену веществ, который необходим для их нормального развития.

Внешние факторы по-разному влияют на жизнь организмов, обитающих в воде. Исходя из данного принципа, в биологии факторы бывают:

Наиболее важными факторами являются:

Водная среда обитания в виде гидросферы составляет около 71% от всей площади Земли. Объем воды равен около 1,46 миллиардов кубических километров, 95% от которого составляет Мировой океан. Пресная вода включает 85% ледниковой и 14% подземной. Свыше 0,6% от общего объема воды составляют такие образования, как озера, пруды, водохранилища, болота, реки и ручьи. Примерно 0,35% воды находится в почве и атмосфере.

Жизнедеятельность живых организмов определяется физическими свойствами воды. Большим значением обладают термические свойства:

Вода является хорошим растворителем. Благодаря этому свойству, она насыщена неорганическими и органическими веществами, составляющими рацион питания обитателей водной среды. Вещества транспортируются внутри организмов за счет воды, происходит выделение продуктов распада.

С помощью высокого поверхностного натяжения вода может удерживать на поверхности объекты живого и неживого типа, заполняет капилляры, что позволяет наземным растениям питаться. За счет прозрачности воды обеспечиваются условия для протекания процессов фотосинтеза на большой глубине.

К минусам водной среды модно отнести:

Преимущества водной среды заключаются в следующем:

Основные абиотические факторы водной среды

Жизнь и развитие водных организмов определяются характеристиками водной среды. В этих процессах огромное значение имеют ключевые абиотические факторы:

Температурный режим

В виде исключения можно рассмотреть термальные источники, которые могут быть теплыми, горячими и кипящими с температурой до +100 градусов.

Благоприятным принято считать такой температурный режим, при котором отсутствуют чрезмерно высокие температуры, приводящие к свертыванию белков, а также не характерны слишком низкие температуры, при которых не возможны ферментные процессы.

Плотность и вязкость воды

Вода по плотности превосходит аналогичные характеристики воздуха в 800 раз. В связи с этим водные растения достаточно слабо, либо вообще не развивают механическую ткань, предназначенную для повышения прочности организма. Таким образом, достигается хорошая эластичность стеблей растений, способных достаточно просто изгибаться.

Представители водных растений в большинстве своем характеризуются плавучестью и способностью сохранять взвешенное состояние, находясь в толще воды. В процессе они то поднимаются ближе к поверхности, то погружаются на глубину. Покровы многих водных животных защищены специальной слизью, что позволяет существенно снизить трение при их передвижении под водой. Также обитатели водной среды обладают обтекаемой формой тела.

В зависимости от глубины меняется давление, которое испытывают на себе организмы. С увеличением глубины водной среды на 10 метров, давление повышается на 1 атм. Глубоководные животные обладают рядом приспособлений, позволяющих им существовать в условиях высокого давления до 1000 атм. Обитатели поверхности воды не сталкиваются с подобными нагрузками.

Прозрачность и световой режим водной среды

Данные факторы в природе оказывают особо сильное влияние на растения, для которых характерен фотосинтез. В том случае, когда вода в водоеме мутная, растения перемещаются на поверхностный слой водной среды. Если степень прозрачности воды достаточна, то растительные организмы обитают на значительной глубине.

Такая специфика, как мутность воды, обеспечивают большие массы взвешенных в ней частиц в виде минеральных веществ, включая глину и ил, и микроскопических организмов. Данные факторы являются барьером для проникновения солнечного света.

Световой режим определяется снижением освещенности по мере увеличения глубины. При разной длине волны лучи солнечного света характеризуются неодинаковым поглощением:

При увеличении глубины среда меняет окрас:

Таким образом, определяется зависимость цвета водорослей. Организмы с зеленым окрасом сменяются бурыми и красными, чьи пигменты обладают большей приспособленностью к среде, чтобы улавливать солнечные лучи с более короткими длинами волн.

Соленость воды

Мировой океан включает в состав совокупность практически всех элементов, которые встречаются на планете.

Массу веществ минерального происхождения в граммах, которые растворены в 1 литре воды, называют соленостью.

Соленость измеряют в промилле, что определяет содержание 1 грамма минералов в 1 литре воды.

Для морей характерно превышение испарения над осадками и стекающими в них пресными водами с материков. Соленость в этом случае составляет до 40-45 промилле, что является высоким значением. В том случае, когда объем осадков и стоков превышает объем испаряющейся воды, вода становится пресной. В условиях подземных источников с водой, соленость которой превышает 270 Ко, невозможна жизнь.

В среднем соленость воды составляет примерно 35 промилле, то есть один литр воды содержит примерно 35 грамм растворенных солей, в том числе хлоридов, сульфатов, карбонатов.

Явление осмоса напрямую связано с соленостью водной среды.

Осмос представляет собой одностороннюю диффузию веществ, которые растворены в воде, через клеточную полупроницаемую мембрану.

Клеточные мембраны отличаются достаточно высокой проницаемостью для воды и практически не проницаемы для веществ, которые растворены в клеточном соке. Уникальным механизмом осморегуляции обладают рыбы, обитающие в водоемах с пресной и морской водой. Так как осмотическое давление внешней среды и внутри тела отличается, в организм постоянно поступает вода, что заставляет гидробионтов пресных вод удалять ее интенсивно. В связи с этим, организмы характеризуются ярко выраженными механизмами осморегуляции. Соли в тканях морских организмов и в окружающей среде характеризуются схожей концентрацией. Исходя из таких условий, у них не развиты осморегуляторные функции в той степени, как у обитателей водоемов с пресной водой, что послужило препятствием к распространению морских организмов в пресной среде обитания.

Кислород

Водная среда в определенной степени насыщена кислородом. Он попадает в воду двумя способами:

Животные отличаются в зависимости от потребности в кислороде. К примеру, особенностью форели и гольяна является чувствительность к нехватке кислорода. В связи с этим данные виды обитают в хорошо перемешиваемых водах с быстрым течением и низкой температурой. Плотва, ерш, карась неприхотливы к данному фактору, а личинки комаров хирономид и малощетинковые черви трубочники живут на большой глубине в условиях практически полного отсутствия кислорода. Если температура воды понижается, то кислород, как и другие газы, растворяется лучше.

Углекислый газ

Растворение углекислого газа в воде по сравнению с кислородом происходит в 35 раз интенсивнее в условиях температуры 0 градусов. Концентрация углекислого газа в водной среде практически в 700 раз превышает его содержание в атмосфере, откуда он попадает в воду.

Углекислота по большей части представлена в водной среде в виде карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов. Благодаря углекислому газу, реализован процесс фотосинтеза у водных растений. Также он необходим для образования известковых скелетных залежей беспозвоночных животных.

Кислотность воды

Кислотность водной среды характеризуется водородным показателем pH. Величина является отрицательным десятичным логарифмом концентрации ионов водорода в водной среде при температуре в 22 градуса, рассчитывается в молях на литр. Для анализа используют универсальную индикаторную бумагу. Исходя из полученных данных, она может быть:

По мере увеличения глубины кислотность воды повышается. Большая часть видов пресноводных рыб обитают в среде с кислотностью со значением водородного показателя от 5 до 9. Если pH менее 5, такие условия могут привести к массовой гибели рыб. В том случае, когда pH более 10, на гибель обречены все рыбы и многие животные.

Экологические группы организмов водной среды

Водная среда обитания отличается специфическими условиями жизни. Организмы распределяются в воде в зависимости от температуры, света, водных течений, давления, растворенных газов, солей. Морские и континентальные воды обладают различными условиями жизни. Морская вода представляет собой более благоприятную среду, которая близка к физиологическому раствору. Водоемы континентов менее благоприятны для организмов. Выделяют основные экологические группы организмов водной среды:

Многие виды организмов обитают в реках. Их называют потамобионтами.

Обитатели и животные

В воде обитают многие организмы. В процессе жизнедеятельности они поглощают необходимые вещества в виде пищи, воды и газов. Таким образом, при всем разнообразии водных организмов для каждого из них характерно наличие определенных приспособлений к особенностям обитания в водной среде. Такие особенности определяют физические и химические свойства воды.

В толще воды стабильно парят мелкие растения и животные, для которых характерно взвешенное состояние. Они могут парить, благодаря не только выталкивающей силе воды из-за ее физических свойств, но и наличию особых приспособлений у самих организмов, к примеру, многочисленных выростов и придатков, с помощью которых поверхность тела увеличивается, что повышает трение об окружающую жидкость.

Тела таких животных, как медуз, характеризуются плотностью, близкой к плотности воды. Они обладают специальной формой тела в виде парашюта, чтобы удерживаться в толще воды.

Активные пловцы такие, как рыбы, дельфины и тюлени, имеют веретенообразную форму тела и конечности в виде ласт. Кроме того, такие организмы достаточно легко перемещаются в воде, благодаря внешним покровам с особым строением и свойством выделять специальную смазку, представляющую собой слизь, снижающую трение о воду.

Вода отличается достаточно высокой теплоемкостью, то есть способностью запасать и удерживать тепло. Данный фактор исключает резкие температурные перепады, что не характерно для суши. Водоемы, глубина которых велика, обладают низкой температурой. Организмы способны жить даже в таких условиях за счет специальных приспособлений, образованных, благодаря стабильной температуре. Огромные океанские глубины являются средой обитания некоторых животных. Растения же приспособлены к жизни только в верхнем слое воды, куда проникает солнечный свет, необходимый для фотосинтеза.

Приспособления для дыхания обитателей водной среды:

Способы передвижения животных в водной среде:

Организмы, обитающие в водной среде, обладают разными приспособлениями, с помощью которых питаются:

Водная среда определяет в силу каких-то особенностей форму тела животных:

Водные животные характеризуются наличием определенных приспособлений, обеспечивающих их характер защиты. К примеру, водяной скорпион напоминает сухой лист, чехлики ручейников сформированы в виде веточек, скопления песчинок, плодов ольхи. К другим распространенным приспособлениям относят прочные «домики», выполняющие функцию укрытия. У моллюсков это раковины, а у ракообразных — внешний панцирь.

Источник